مقاله برآورد نیاز آبی و آبیاری فضای سبز شهری(نمونه موردی: شهرستان کاشمر)

word قابل ویرایش
27 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

برآورد نیاز آبی و آبیاری فضای سبز شهری(نمونه موردی: شهرستان کاشمر)

چکیده
یکی از ارکان اساسی مدیریت آبیاری تعیین نیاز آبی گیاه است. به منظور برآورد تبخیر

-تعرق پتانسیل گیاه مرجع((ETOمعادلات مختلفی ا رائه شده است که دقت هر یک از این روشها با توجه به پارامترهای مورد استفاده و شرایط اقلیمی منطقه متفاوت می باشد. بنابراین ضروری است در هر منطقه، معادله مناسب انتخاب شود . در این تحقیق از روش هارگریوز سامانی استفاده شده است. پس از تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل ETo و اعمال ضریب گیاهی فضاهای سبز K نیاز آبی واقعی گیاهان فضاهای سبز بدست می آید و بعد از کسر باران مؤثر نیاز آبی خالص تعیین میشود و آن مقداری است که باید توسط ریشه گیاه برای مصارف تبخیر و تعرق جذب شود. از آنجا که مقداری از آب درهنگام آبیاری بطرق مختلف از دسترس ریشه گیاه خارج میشود، همواره مقدار آب آبیاری بسته به راندمان آبیاری، می بایستی بیش از نیاز آبی خالص گیاه باشد و برای تعیین آن لازم است ضریب راندمان در مقدار نیاز آبی خالص اعمال شود. بنابراین ابتدا تبخیر تعرق پتانسیل ETo، سپس ضریب گیاهی فضاهای سبز

K و بعد نیاز آبی و باران مؤثر و نیاز آبی خالص و بالاخره راندمان آبیاری برآورد می گردد تا در نتیجه مقدار آب موردنیاز آبیاری فضاهای سبز شهر مورد محاسبه قرار گرفته و برآورد شود.

نتایج نهایی این تحقیق در قالب جداول شماره ۱۰ تا ۱۷ نشان داده شده است.

واژگان کلیدی: نیاز آبی و آبیاری، فضای سبز شهری، شهرستان کاشمر، Cropwat

-۱ مقدمه

هرچند تعیین میزان آب مورد نیاز گیاه به منظور تأمین حداکثر رشد و تحصیل حداکثر محصول و همچنین اطلاع از مقدار کل آب مصرفی و در نتیجه تعیین ظرفیت کانالها و مخازن آب مهمترین مرحله مطالعاتی را در یک طرح آبیاری و زهکشی تشکیل میدهد لیکن ثرًااک مسئله تخمین نیاز آبی گیاهان که در طرحهای آبیاری گنجانده میشود چندان جدی گرفته نمیشود . این امر باعث میشود که وقتی طرح به اجرا در آمد یا آب کافی برای آبیاری زمینهای زیر کشت وجود نداشته باشد و یا آنکه مقدار آب بیش از نیاز زراعتهای موجود باشد . بنابراین، تعیین دقیق نیازآبی گیاهان ضروری میباشد.

برنامه ریزی آبیاری بدون داشتن اطلاعات کافی از تبخیرتعرق ( ( ETO امکان پذیر نمی باشد .دقت در برآورد (ETo) مرجع یک طرف نیاز آبی گیاه را به صورت مطمئن تری تأمین نموده و ازطرف دیگر از هدر رفتن آب جلوگیری نماید. می توان گفت یکی ازپیش نیازهای اساسی بهبود مدیریت مصرف آب در مزرعه، تخمین دقیق میزان آب مصرفی گیاه است. از آنجایی که محاسبه تبخیرتعرق برای انواع پوشش گیاهی امری بسیار مشکل است، در ابتدا تبخیرتعرق مرجع محاسبه و سپس با استفاده از آن تبخیرتعرق گیاه مورد نظر برآورد میگردد ( .(Doorenbos and Pruitt, ( 1977 ، هم اکنون در اغلب نقاط دنیا جهت برآورد رد ETo از روش های ترکیبی متکی بر داد ه های اقلیمی استفاده می شود (Allen, et al.,1991)در این روش ها از داده های تابش، دما، رطوبت نسبی و سرعت باد، تبخیرتعرق مرجع برآورد می شود . به منظور اطمینان از صحت محاسبات، اندازه گیری متغیرهای هواشناسی باید در ارتفاع دو متری و در یک سطح وسیع پوشیده

از چمن سبز که بر روی زمین سایه افکنده و دچار کمبود آب نباشد، انجام پذیرد

-۲ پیشینه تحقیق

اکثر مطالعاتی که در زمینه محاسبه نیاز خالص آبیاری انجام گرفته از تبخیر و تعرق پتانسیل استفاده کردهاند. (بداق جمالی و همکاران،(۱۳۸۱ نیاز خالص آبیاری محصول پنبه را در استان خراسان به روش رگریوز با استفاده از تبخیر تعرّقو پتانسیل بررسی و سطح استان را از نظر خالص آبیاری پهنهبندی کردند.

آنان به این نتیجه رسیدند که بین تولید محصول و شاخص تنش آبی رابطه مستقیم وجود دارد. در تحقیقی دیگر، (چاهون۱ و همکاران(۲۰۰۱ در اندازهگیری باران و برآورد بارش مؤثر برای محصولات دیم و آبی، بارندگی مؤثر را مقداری از بارندگی دانستند که در منطقه ریشه گیاه ذخیره می شود. آنان برای برآورد بارش

 

مؤثر دو عامل را دخیل دانستند: عامل اول، مقدار کل بارندگی و عامل دوم، مقدار ذخیره شده رطوبت در منطقه ریشه آنان در تحقیق خود برای برآورد بارش مؤثر از روشUSDA2 (سازمان کشاورزی ایالات متحده) و برای برآورد نیاز آبی و نیاز خالص آبیاری از مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل و ضرایب رشد گیاهی استفاده کردند. در تحقیقی دیگر توسط (فرشی و همکاران،(۱۳۷۴ نیاز آبی گیاهان در ایران بر مبنای عوامل هواشناسی مؤثر در تبخیر و تعرق پتانسیل و فرمول تجربی، تعیین و نتایج مطالعه به صورت جداولی برای ایستگاههای مختلف و گیاهان متنوع ارائه شد. (علیزاده و همکاران، (۱۳۷۶ مقادیر تبخیر تعرّقو پتانسیل را در استان خراسان بوسیله لایسیمتر محاسبه کرده و با مشخص کردن ضریب گیاهی زعفران، نیاز آبی آن را در مناطق مختلف به دست آوردهاند. همین محققین در سال((۱۳۸۰ دقت و عملکرد تبخیر تعرّقو پتانسیل محاسبه شده به روشهای هارگریوز- سامانی و تشتک تبخیر را در ایستگاههای سینوپتیک خراسان بررسی کرده و به این نتیجه رسیدند که روش تشتک تبخیر علیرغم این که تابع دادههای متعدد هواشناسی است، در برآورد تبخیر تعرّقو پتانسیل، یک ضریب واسنجی برای روش هارگریوز- سامانی ارائه داده اند. (فرهودی و شمسی پور، (۱۳۷۹ مقادیر تبخیر وتعرّق پتانسیل را در ایستگاههای منتخب منطقه بلوچستان جنوبی با استفاده از روشهای تورنت وایت، بلانی کریدل و تشتک تبخیر محاسبه کرده و بر مبنای آن، نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی غالب را در دوره رشدشان به دست آوردند. در زمینه بارش مؤثر، (اوگروسکی و موکوس(۱۹۶۴۳ بارش مؤثر را برابر کل باران طی فصل رشد منهای آنچه که پس از اشباع خاک یا آبیاری، باریده و بصورت مازاد آب در اثر نفوذ یا بصورت رواناب از دسترس خارج شده است، می دانند. همچنین

(هرشفیلد،(۱۹۶۴۴ بارش مؤثر را طی فصل رشد آن قسمت از کل بارش که جوابگوی نیاز آبی گیاهان باشد، تعریف می کند. (میلر و تامسون،(۱۹۶۴۵ بارش مؤثر را نسبت به تبخیر در نظر گرفته اند. این تعریف گراه کننده است؛ چون در واقع به تأثیر باران اشاره کرده است نه بارش مؤثر. در اصطلاح باران مؤثر و تأثیر باران هم معنی نبوده است بلکه دارای دو معنی متمایز هستند. اصطلاح تأثیر درجه مفید بودن و کارایی باران را با توجه به خشکی محل خاطر نشان می سازد؛ در حالیکه باران مؤثر قسمت مفید کل باران دریافتی است(داستین، .(۱۳۶۲
(لیتلوود،(۲۰۰۳۶ برای برآورد بارش مؤثر در حوضه کنیا از روش ۷SVAT استفاده کرده است.
پارامترهایی که او در این روش بکار برده است عبارتند از: بافت خاک، پوشش گیاهی، عناصر اتمسفری،

انتقال رطوبت از زیر زمین به سطح خاک و ریشه و همچنین رواناب حاصل از بارندگی. روش کار به این صورت بوده که با استفاده از باران سنج، رطوبت قبل و بعد از بارندگی و نیز رواناب حاصل از بارندگی اندازهگیری و با کسر نمودن رواناب از مقدار رطوبت خاک، مقادیر بارش مؤثر برآورد شده است. همچنین(

اسنایدر،(۲۰۰۱۸ معتقد است که بارش مؤثر طی دروره رشد گیاه رخ می دهد. وی در زمینه بارش مؤثر دو دیدگاه دارد: -۱ بارشی که توسط گیاهان در منطقه ریشه ذخیره می شود و ریشه آن را جذب کرده و به مصرف گیاه می رساند ، بارش مؤثر محسوب می شود. -۲ بارشی که بعد از ریزش بصورت رواناب سطحی در می آید؛ به زمین نفوذ می کند و در دسترس ریشه قرار نمی گیرد، به عنوان بارش مؤثر شناخته نمی شود.

عمق نفوذ آب به بافت خاک و مقدار رطوبت خاک قبل و بعد از بارندگی بستگی دارد. برای محاسبه بارش مؤثر بایستی مقادیر رطوبت قبل و بعد از بارندگی در دسترس باشد. (اسماجسترلا و همکاران(۲۰۰۱ بارش مؤثر را به روش ۹SCS محاسبه نموده و نیاز خالص را مقدار آبی در نظر گرفتند که بطور مؤثر توسط باران تأمین نمی شود.

(عزیزی، (۱۳۷۹ تحقیقی در زمینه برآورد بارش مؤثر در رابطه با کشت گندم دیم در دشت خرم آباد انجام داده است. وی در این تحقیق از روش SCS (سازمان حفاظت خاک آمریکا) استفاده کرده است. بر مبنای این روش، مقادیر بارش مؤثر بر مبنای بارش، تبخیر تعرّقو ماهانه و همچنین عمق ذخیره آب آبیاری محاسبه و برآورد شده است. (موقر مقدم و گلمکانی،(۱۳۸۱ مقادیر بارش مؤثر را در استان خراسان در سال زراعی ۱۳۸۰-۱۳۸۱ با استفاده از چهار روش محاسبه و در نهایت با تجزیه و تحلیل آماری، روشهای مناسب تر را انتخاب نمودند. به نظر آنان اثرات مثبت بارشهای جوی بر منابعآبی در زمستان بیشتر از سایر فصول است و این اثرات در نواحیشمالی استانخراسان نسبت به سایرنواحیمشهودتر است. (قیصری و همکاران، (۱۳۸۵ تعیین نیازآبی ذرت علوفه ای و ضریب گیاهی آن در مراحل مختلف رشد در دشت ورامین را مورد بررسی قرار دادهاند و برای به دست آوردن تبخیر وتعرّق مرجع از روش فائو – پنمن-

مانتیث استفاده کرده اند. نیازی و (فولادمند، (۱۳۸۵ دور و نیاز آبیاری سه رقم مختلف کلزا در منطقه زرقان فارس را با استفاده از تبخیر تجمعی با استفاده از تشتک را مورد بررسی قرار دادهاند و مناسب ترین دور آبیاری برای سه رقم کلزای مورد مطالعه در منطقه زرقان فارس بین ۱۰ تا ۱۲ روز به دست آوردهاند. (شهابی فر و رحیمیان، (۱۳۸۷ تعیین نیاز آبی چغندر قند به روش لایسیمتری در مشهد را مورد بررسی قرار دادهاند. در این تحقیق میزان نیاز آبی در شرایط عدم محدودیت آب و مواد غذایی با لایسیمتر و به روش

بیلان آبی اندازهگیری شده است. (راد و همکاران، (۱۳۸۹ نیاز آبی و تابع تولید اکالیپتوس در شرایط اقلیمی خشک با روش لایسیمتری در ایستگاه تحقیقات بیابان زدایی شهید صدوقی یزد را بررسی کرده اند.

هدف از انجام این تحقیق تعیین مقدار تبخیر تعرّقو سالانه، تابع تولید و کارایی مصرف آب در رژیم های مختلف آبیاری بوده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که مقدار تبخیر تعرّقو گیاه به طور کامل به موجودی آب در خاک وابسته است بطوریکه با افزایش مقدار رطوبت خاک، مقدار تبخیر تعرّقو افزایش یافت و موجب بهبود تابع تولید گیاه شد.

-۳ مواد و روش شناسی برای تعیین نیاز آبی گیاهان به طور کلی دو راه وجود دارد :اول اینکه با محاسبه تبخیر و تعرق گیاه

مرجع (ETc) و استخراج ضریب گیاهی محصول مورد نظر و ضرب این دو مقدار در یکدیگر تبخیر و تعرق گیاهی((ETo را محاسبه نمود. روش دوم، روش مستقیم با انجام آزمایش های لایسیمتری است که هر چند دارای هزینه های سنگینتری است لیکن دقیق تر میباشد، چون بیانگرتقریباً تمام عوامل تأثیر گذار بر نیاز آبی است. در این تحقیق از روش اول استفاده شده است که این امر توسط نرم افزار CROPWAT

بدست آمده است.

-۱- ۳ مقدار آب آبیاری موردنیاز

آب قـــرارداده شـــده در دســـترس فـــضاهای ســـبز، تـــأمین شـــده از آب بارنـــدگی مـــوثر

(Pe) percepitation effective و از آب آبیاری (Iw)Irrigation water ، مقداری به مصرف تبخیر از سـطح

زمین (E)Evaporation و مقداری صرف تعرق گیاه (T)Ttranspiration میشود و مقداری هم بـا خـارج شدن از دسترس ریشه گیاه به هدر میرود water علیزاده،۱۳۸۶ ). (WL)lost، .(۱۰

باصرفنظر کردن از مقدار آب جزئی مصرف شده در فعالیتهای متابولیکی گیاه، نیاز آبی گیاه معـادل مجمـوع آب مورد مصرف در تبخیر و در تعرق می باشد.

در فضاهای سبز که سطوح مرطوب خاک و پوشش گیاهیتوأماً وجـود دارد، تفکیـک تبخیـر از تعـرق امکانپذیر نیست و بهمین جهت این دو فرایند بصورت توأم تبخیر و تعرق (ET) برآورد میشود. از آنجا کـه در صورت وجود آب به میزان کافی، تبخیر و تعرق با حداکثر توان صورت می گیـرد، مقـدار تبخیـر تعـرق پتانسیل (ETo) ، ملاک تعیین آب خالص موردنیاز گیاه خواهد بود و بـا محاسـبه آن نیـاز آبـی گیـاه معـین میشود. نیاز آبی گیاه مقدار آبی است که گیاه در طول دوره رویش صرف تبخیر و تعرق می نماید بدون آنکه

با تنش آبی برای رشد خود مواجه شود و مقدار آن در یک منطقه اقلیمی برای هر گیـاه بـسته بـه نـوع و در طول دوره رشد متفاوت است.

از آنجاکه عوامل بسیار زیادی در تبخیر تعرق پتانسیل ETo دخالت دارند، برآورد آن بسیار مشکل است و روشهائی مستقیم و یا محاسبه ای برای تخمین مقدارش بکار بـرده میـشود و بـا اعمـال ضـرایب گیـاهی فضاهای سبز Kl ، مقدار آن برای هر نوع مشخص می گردد.

از روشهای مستقیم میتوان تبخیر تعرق بخش کوچک و کنترل شـده ای از فـضای سـبز را در یـک دوره زمانیمستقیماً اندازه گیری نمود که ضمن مشکل بودن و طولانی شدن، فراگیر تمام سطوح و زمانهای دیگر نمی گردد ولی در روشهای غیرمستقیم یا محاسبه ای، که از عوامل مختلف اقلیمی و گیاهی و ارتباط آنها بـا فرآینـــد تبخیـــر و تعـــرق ET اســـتفاده میـــشود بهتـــر میتـــوان آنـــرا تخمـــین زد و در ایـــن مـــورد معادله هائی هم بدست آمده است که با روشهای مستقیم واسنجی شده اند و صحت آنها مـورد تأییـد قـرار گرفته است گرچه هیچکدام از این روشها نمی توانند تبخیر و تعرق را بطور دقیق برآورد نمایند، ولی برخی از این روشها در بعضی مناطق نتایجی را که بیشتر با واقعیت مطابقت دارد بدست میدهنـد و از نظـر علمـی کاربردی روشی مطلوب است که آسان و نتایج بدست آمده از آن مقرون به واقعیت باشد.

پس از تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل ETo و اعمال ضریب گیـاهی فـضاهای سـبز K نیـاز آبـی واقعـی گیاهان فضاهای سبز بدست می آید و بعد از کسر باران مؤثر نیاز آبی خالص تعیـین میـشود و آن مقـداری است که باید توسط ریشه گیاه برای مصارف تبخیر و تعرق جذب شود. از آنجا که مقداری از آب درهنگـام آبیاری بطرق مختلف از دسترس ریشه گیاه خارج میشود، همواره مقدار آب آبیاری بسته به راندمان آبیـاری، می بایستی بیش از نیاز آبی خالص گیاه باشد و برای تعیین آن لازم است ضریب راندمان در مقدار نیاز آبی خالص اعمال شود. بنابراین ابتدا تبخیر تعرق پتانسیل ETo، سپس ضریب گیاهی فضاهای سبز K و بعد نیاز آبی و باران مؤثر و نیاز آبی خالص و بالاخره رانـدمان آبیـاری بـرآورد مـی گـردد تـا در نتیجـه مقـدار آب موردنیاز آبیاری فضاهای سبز شهر مورد محاسبه قرار گرفته و برآورد شود.

-۲- ۳ تعیین مقدار ETO به روش هارگریوز سامانی واسنجی شده (Hargreaves – Samani)
فرمول تجربی هارگریوز سامانی واسنجی شده عبارتست از:

:(Tmax -Tmin) تفاوت درجه حرارت ماگزیمم و می نیمم روزانه :Tmean متوسط درجه حرارت

:Ra تابش برون زمینی
و با استفاده از داده های هواشناسی و جدولRa تابش برون زمینی ، مقادیر ETO بـرای آذرمـاه بـشرح زیـر
محاسبه شد.

و به همین طریق برای ۹ ماه سال (فروردین تا آذر) در جدول ۱ مقادیر ETO برآورد شده است. ۱٫۱۴۶ ۳۰  ۳۴٫۳۸

جدول -۱ مقادیر تبخیر تعرق پتانسیل ماهانه شهر کاشمر به روش هارگریوز سامانی واسنجی شده
همانطور کـه در جـدول (۱) مـشخص شـده اسـت، تبخیـر تعـرق پتانـسیل از فـروردین مـاه افـزایش می یابد و در ماه تیر به حداکثر رسیده و در ماههای بعدی کاهش می یابـد و دامنـه تغییـرات آن در ابتـدای سال که رو به افزایش دارد، کوتاهتر از زمان رو به کاهش آن است یعنی ظرف ۴ ماه اول به حداکثر و ظرف

۵ ماه بعدی به حداقل می رسد.

-۳-۳ تعیین ضریب گیاهی فضاهای سبز شهری K L

در زراعت تأمین نیاز آبی به منظور برداشت محصول بیشتر است ولـی در کـشت گیاهـان فـضای سـبز شهری نه تنها برداشت محصول مورد توجه نیست بلکه سلامت، جذابیت ظاهر و رنگ و تولید گـل ورشـد درختان برای ایجاد سایه و رشد درختچه ها برای ایجاد گل و رنگهای زیبا استثنائاًو در بعضی درختان میوه زینتی، تولید میوه نیز برای ایجاد زیبائی نهالزاماً برداشت محصول مورد علاقه می باشد و آبیاری فضای سبز بطور کلی به هیچ وجه برای برداشت محصول نیست و فقط با هدف زنده نگهداشتن سیستم دفـاعی گیـاه و رسیدن به حد میانه ای از حدمطلوب رنگ و جذابیت و چشم نوازی و زیبائی های دیگری که گیـاه مزبـور بدان منظور کشت شده است، میباشد.(برومند نسب، ۱۳۸۷، صص.(۵۴-۵۷

ضمناً در مزارع مبادرت به کشت هـر محـصول در قطعـات جداگانـه میـشود و مراقبـت و نگهـداری و اصطلاحاً داشت هر محصول حسب نیاز آن جداگانـه صـورت میگیـرد ولـی در فـضای سـبز بـرای ایجـاد ترکیبهای زیبا و برهم زدن یکنواختی و ایجاد تنوع، همانند ایجاد یک بنای بزرگ نیاز به مطالعات آرشیتکتی و رعایت موازین جلوه گری و چشم اندازی و جلوه های خاص می باشـد و لاجـرم در یـک فـضای سـبز مخلوطی از گیاهان با نیازهای متفاوت نیز ممکن است کشت شود که نیاز آبی آنها بصورت مخلوط بایـد در نظر گرفته شود و برای این منظور بجای ضریب گیاهی تک تک گیاهان، ضریب گیاهی مخلوط فضای سـبز

باید برآورد شود.
طبق پیشنهاد دانشگاه کالیفرنیا ضریب فضای سبز KL از سه جزء، ضریب تنـوع گیـاهی گونـه هـا Ks ،
ضریب تراکم Kd و ضریب میکروکلیماKmc ، تشکیل شده است و حاصل ضرب این ضرایب میزان ضریب
فضای سبز یا KL را تشکیل میدهند.(علیزاده، ۵۷،.(۱۳۸۶

KL= Ks×KD ×Kmc

-۱ -۳-۳ ضریب گونه ها Ks

ضریب گونه ها مربوط به تنوع گونه های گیاهی با نیاز آبی متفاوت در یک فضای سبز است. مقدار این ضریب از ۰/۱ تا ۰/۹ متغیر است و اگر اختلاف نیاز آبی بین گونه های گیاهی فضای سـبز متفـاوت و زیـاد باشد، این ضریب به مقدار حداکثر بوده و بین ۰/۹ و ۰/۷ حسب مورد خواهد بود.اگر اختلاف نیاز آبی بـین گونه های گیاهی فضای سبز اندک باشد، مقدار این ضریب حداقل می باشد و در حدود ۰/۱ در نظر گرفتـه میشود. (برومند نسب، ۱۳۸۷، .(۲۰

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 27 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد